[發明專利]可降解氯代烯烴的貪銅菌及其應用

有效

• 申請號: 201510225361.0
• 申請日: 2015-05-06
• 公開（公告）號: CN104830725B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 趙天濤;譚楷;劉厚權;邢志林;楊旭
• 申請（專利權）人: 重慶理工大學
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C02F3/34;B09C1/10;C12R1/01;C02F101/36
• 代理公司: 重慶志合專利事務所(普通合伙)50210
• 代理人: 胡榮琿

技術領域

本發明屬于環境微生物技術領域，具體涉及一種可降解氯代烯烴的貪銅菌及其應用。

背景技術

氯代烴作為重要的有機溶劑和產品中間體，廣泛應用在化工、醫藥、農藥等領域。由于使用和存儲不當，氯代烴通過揮發、泄漏、廢水排放等方式排入到自然環境中。近年來的大量研究表明，三氯乙烯等氯代烴污染物具有潛在的“三致”(致癌、致畸、致突變)效應和遺傳毒性效應，如微量三氯乙烯暴露接觸可導致肝、腎及中樞神經系統損傷，引起一系列機體功能紊亂癥狀，嚴重危及人類健康。隨著國際、國內在可持續發展中對生態環境提出越來越高的要求，如何有效的消除氯代烴污染已成為環境保護領域的重要研究內容。

從解決大面積污染的角度考慮，生物降解因其具有高效性及低成本性，被認為是消除氯代烯烴污染物最有效的途徑。生物降解包括了厭氧和好氧生物降解兩種方式。厭氧降解常用Hyphomicrobium、Dehalococcoides等脫氯菌，使高氯代有機物還原脫氯。脫氯菌常與產乙酸菌(homoacgtogens)和產甲烷菌(methanogens)形成聚生體，在碳源和外源電子供體存在的條件下，氯代烴作為電子受體為厭氧微生物提供能源并同時被降解。但厭氧降解存在降解不徹底的缺陷，脫氯后的產物往往具有更大的生物毒性和致癌性。而好氧降解途徑可通過羥基化作用或環氧化作用使得氯代烴完全降解，相對于降解不徹底的厭氧生物降解，好氧生物降解具有顯著優勢。

甲烷氧化菌(Methanotrophs)降解氯代烴屬于該領域的研究熱點。甲烷氧化菌中含有的甲烷單加氧酶可以通過環氧化的途徑降解氯代烴，但由于甲烷氧化菌必須通過添加碳源的共代謝的形式實現氯代烴的降解，這在一定程度上限制了氯代烴好氧氧化在工程上的應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種可降解氯代烯烴的貪銅菌，該菌能夠降解氯代烯烴，可應用于廢水、飲用水和土壤修復等領域，特別適用于廢水中氯代烯烴污染物降解和土壤生物修改，具有廣泛推廣的意義。

本發明的技術方案是：

可降解氯代烯烴的貪銅菌，其保藏號為CCTCC NO:M 2015045(已于2015年1月18日保藏于中國典型培養物保藏中心，地址：武漢市武昌珞珈山武漢大學保藏中心)，分類命名為：Cupriavidus sp.SWA1，其16S rDNA序列如SEQ ID NO:1所示。

本發明所述的可降解氯代烯烴的貪銅菌，屬于貪銅菌屬。菌落直徑1mm左右，半透明，突起，邊緣整齊，表面有光澤，顏色呈白色透明；革蘭氏染色陰性。最佳生長溫度為25～40℃，pH為6.5～7.5。

本發明所述的可降解氯代烯烴的貪銅菌能夠降解氯代烯烴，其中氯代烯烴選自三氯乙烯、二氯乙烯、氯乙烯中的至少一種。

本發明所述的可降解氯代烯烴的貪銅菌可應用于廢水、飲用水和土壤修復等領域，可用于生物催化劑。

本發明所述的可降解氯代烯烴的貪銅菌，本申請中命名為貪銅菌Cupriavidus sp.SWA1，是從生活垃圾填埋場覆蓋層中分離得到的，菌株DNA的測序委托大連寶生物公司完成，堿基測定的長度為1497bp(SEQ ID NO:1)，堿基序列在GenBank核酸序列數據庫進行比較發現與貪銅菌屬Cupriavidus sp.的菌株Cupriavidus metallidurans strain CH34同源性為98％。通過對該菌株進行的一系列生理生化以及工藝優化試驗表明，本發明提供的貪銅菌Cupriavidus sp.SWA1，可高效降解氯代烯烴，主要優點如下：

(1)貪銅菌Cupriavidus sp.SWA1可以氯代烯烴為碳源和能源生長，克服了甲烷氧化菌必須要依靠外加碳源的共代謝途徑才能實現氯代烴降解的局限性。

(2)用貪銅菌Cupriavidus sp.SWA1的完整細胞作為生物催化劑，液體培養菌體密度(600nm下菌液吸光度)可達到0.83，脫離環境體系后仍可維持較高活性。

(3)該菌對氯仿具有高耐受性，可高效降解三氯乙烯、二氯乙烯、氯乙烯等氯代烯烴。

(4)貪銅菌Cupriavidus sp.SWA1擴大培養所需的培養基成分簡單，成本低。特別適用于廢水中氯代烯烴污染物降解和土壤生物修改，可以廣泛推廣。

本發明解決了現有技術中好氧生物降解氯代烴污染物無法工程化的問題。

為讓本發明的上述和其它目的、特征和優點能更明顯易懂，下特舉較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。

附圖說明